package org.apache.ibatis.common.reflection;

import org.apache.ibatis.common.reflection.invoker.GetFieldInvoker;
import org.apache.ibatis.common.reflection.invoker.Invoker;
import org.apache.ibatis.common.reflection.invoker.MethodInvoker;
import org.apache.ibatis.common.reflection.invoker.SetFieldInvoker;
import org.apache.ibatis.common.reflection.property.PropertyNamer;

import java.lang.reflect.*;
import java.util.*;

/**
 * @Name Reflector
 * @Description: 反射器
 * 描述信息：该类作为反射核心类，负责对一个类进行反射解析，并将解析到的类的属性、方法等信息一一归类存放起来。
 * @Version v1.0.0
 * @Author: lichao
 * @Date: 2024-04-25 15:13:41
 **/
public class Reflector {
    // 目标类
    private final Class<?> type;
    // 目标类中拥有 getter 方法的属性列表
    private final String[] readablePropertyNames;
    // 目标类中拥有 setter 方法的属性列表
    private final String[] writablePropertyNames;
    // 目标类 <属性名，setter 方法> 映射表
    private final Map<String, Invoker> setMethods = new HashMap<>();
    // 目标类 <属性名，getter 方法> 映射表
    private final Map<String, Invoker> getMethods = new HashMap<>();
    // 目标类中 <属性名，setter 方法第一个参数的类型>，即 setter 方法输入类型
    private final Map<String, Class<?>> setTypes = new HashMap<>();
    // 目标类中 <属性名，getter 方法返回值的类型>，即 getter 方法输出类型
    private final Map<String, Class<?>> getTypes = new HashMap<>();
    // 目标类的默认构造器
    private Constructor<?> defaultConstructor;
    // 目标类 <全大写属性名，属性名> 映射表，即大小写无关的属性映射表
    private Map<String, String> caseInsensitivePropertyMap = new HashMap<>();

    public Reflector(Class<?> clazz) {
        // 目标类
        type = clazz;
        // 获取默认构造器
        addDefaultConstructor(clazz);
        // 解析所有的 getter 方法
        addGetMethods(clazz);
        // 解析所有的 setter 方法
        addSetMethods(clazz);
        // 解析所有的属性
        addFields(clazz);
        // 设定可读属性
        readablePropertyNames = getMethods.keySet().toArray(new String[0]);
        // 设定可写属性
        writablePropertyNames = setMethods.keySet().toArray(new String[0]);
        // 将所有可读可写属性放入大小写无法的属性映射表中
        for (String readablePropertyName : readablePropertyNames) {
            caseInsensitivePropertyMap.put(readablePropertyName.toUpperCase(Locale.ENGLISH), readablePropertyName);
        }
        for (String writablePropertyName : writablePropertyNames) {
            caseInsensitivePropertyMap.put(writablePropertyName.toUpperCase(Locale.ENGLISH), writablePropertyName);
        }
    }

    /**
     * 检查 JVM 是否允许通过反射技术控制对象成员（属性、方法）的访问权限
     *
     * @return boolean 结果
     * @version v1.0.0
     * @author lichao
     * @date 2024-04-25 15:14:22
     */
    public static boolean canControlMemberAccessible() {
        try {
            SecurityManager securityManager = System.getSecurityManager();
            if (null != securityManager) {
                // 判断对象成员（属性、方法）的访问性是否可以被修改？
                securityManager.checkPermission(new ReflectPermission("supressAccessChecks"));
            }
        } catch (SecurityException e) {
            return false;
        }
        return true;
    }

    private void addDefaultConstructor(Class<?> clazz) {
        Constructor<?>[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        // 获取无参构造器，即为默认构造器
        Arrays.stream(constructors).filter(constructor -> constructor.getParameterTypes().length == 0).findAny().ifPresent(constructor -> this.defaultConstructor = constructor);
    }

    private void addGetMethods(Class<?> clazz) {
        // 存储属性的 getter 方法 <属性名，getter 方法列表>，使用列表存储是因为前期可能会为某一个属性找到多个 getter 方法
        Map<String, List<Method>> conflictingGetters = new HashMap<>();
        // 获取目标类及其父类中的所有方法
        Method[] methods = getClassMethods(clazz);
        // 过滤出 getter 方法，然后放入 conflictingGetters 内
        Arrays.stream(methods).filter(method -> method.getParameterTypes().length == 0 && PropertyNamer.isGetter(method.getName())).forEach(method -> {
            String name = PropertyNamer.methodToProperty(method.getName());
            List<Method> list = conflictingGetters.computeIfAbsent(name, e -> new ArrayList<>());
            list.add(method);
        });
        // 如果一个属性有多个疑似的 getter 方法，找出真正的 getter 方法
        resolveGetterConflicts(conflictingGetters);
    }

    private void addSetMethods(Class<?> clazz) {
        // 原理同上
        Map<String, List<Method>> conflictingSetters = new HashMap<>();
        Method[] methods = getClassMethods(clazz);
        Arrays.stream(methods).filter(method -> method.getParameterTypes().length == 1 && PropertyNamer.isSetter(method.getName())).forEach(method -> {
            String name = PropertyNamer.methodToProperty(method.getName());
            List<Method> list = conflictingSetters.computeIfAbsent(name, e -> new ArrayList<>());
            list.add(method);
        });
        // 如果一个属性有多个疑似的 setter 方法，找出真正的 setter 方法
        resolveSetterConflicts(conflictingSetters);
    }

    private void addFields(Class<?> clazz) {
        // 解析所有的属性
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            if (!setMethods.containsKey(field.getName())) {
                // final static 属性只能通过 ClassLoader 类加载器进行设置
                int modifiers = field.getModifiers();
                if (!(Modifier.isFinal(modifiers) && Modifier.isStatic(modifiers))) {
                    addSetField(field);
                }
            }
            if (!getMethods.containsKey(field.getName())) {
                addGetField(field);
            }
        }
        // 父类继承过来的属性也要解析
        if (clazz.getSuperclass() != null) addFields(clazz.getSuperclass());
    }

    /**
     * 获取目标类及其父类中的所有方法
     * 说明：使用这个方法，而不是简单的 Class.getMethods() 方法，是因为：
     * - 1. 想把私有方法也包括在内。
     * - 2. 如果目标类是抽象的，所有父接口方法也应包括在内。
     * - 3. 不能包括桥接方法。
     * 知识点补充：
     * 桥接方法：JDK 1.5 引入泛型后，为了使泛型方法（参数、返回值）生成的字节码与之前版本的字节码兼容，由编译器自动生成的方法。
     * 参考文档：
     * - https://cloud.tencent.com/developer/article/1878195
     * - https://blog.csdn.net/liu20111590/article/details/81294362
     *
     * @param clazz
     * @return java.lang.reflect.Method[]
     * @version v1.0.0
     * @author lichao
     * @date 2024-04-26 11:04:09
     */
    private Method[] getClassMethods(Class<?> clazz) {
        // 存储所有方法 <方法签名值，方法对象>
        Map<String, Method> uniqueMethods = new HashMap<>();
        Class<?> currentClass = clazz;
        while (currentClass != null && currentClass != Object.class) {
            // 获取并添加目标类中的所有方法，把私有方法也包括在内
            addUniqueMethods(uniqueMethods, currentClass.getDeclaredMethods());
            // 如果目标类是抽象的，所有父接口方法也应包括在内
            Class<?>[] interfaces = currentClass.getInterfaces();
            for (Class<?> anInterface : interfaces) {
                addUniqueMethods(uniqueMethods, anInterface.getMethods());
            }
            currentClass = currentClass.getSuperclass();
        }
        Collection<Method> methods = uniqueMethods.values();
        return methods.toArray(new Method[0]);
    }

    private void addUniqueMethods(Map<String, Method> uniqueMethods, Method[] methods) {
        for (Method currentMethod : methods) {
            // 目标方法不能是桥接方法
            if (!currentMethod.isBridge()) {
                // 获取方法的签名值（格式：返回值类型#方法名称:参数类型 1,参数类型 2,...参数类型 n）
                String signature = getSignature(currentMethod);
                if (!uniqueMethods.containsKey(signature)) {
                    uniqueMethods.put(signature, currentMethod);
                }
            }
        }
    }

    private String getSignature(Method method) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        Class<?> returnType = method.getReturnType();
        if (returnType != null) {
            sb.append(returnType.getName()).append("#");
        }
        sb.append(method.getName());
        Class<?>[] parameters = method.getParameterTypes();
        for (int i = 0; i < parameters.length; i++) {
            sb.append(i == 0 ? ":" : ",").append(parameters[i].getName());
        }
        return sb.toString();
    }

    /**
     * 如果一个属性有多个疑似的 getter 方法，找出真正的 getter 方法
     *
     * @param conflictingGetters 属性 getter 方法列表
     * @version v1.0.0
     * @author lichao
     * @date 2024-04-26 14:02:01
     */
    private void resolveGetterConflicts(Map<String, List<Method>> conflictingGetters) {
        for (Map.Entry<String, List<Method>> entry : conflictingGetters.entrySet()) {
            // 胜利方法
            Method winner = null;
            String name = entry.getKey();
            // 更新胜利方法
            for (Method candidate : entry.getValue()) {
                if (winner == null) {
                    winner = candidate;
                    continue;
                }
                // 胜利方法返回类型
                Class<?> winnerReturnType = winner.getReturnType();
                // 候选方法返回类型
                Class<?> candidateReturnType = candidate.getReturnType();
                // 1. 候选方法返回类型和胜利方法返回类型一样
                if (candidateReturnType.equals(winnerReturnType)) {
                    // 如果不是布尔类型，则无法辨明到底哪个是 getter 方法
                    if (!boolean.class.equals(candidateReturnType)) {
                        String msg = "类 [" + winnerReturnType.getDeclaringClass() + "] 中的属性 <" + name + "> 不明确的非法重载 getter 方法，这不符合 JavaBeans 的特性，并可能导致不可预测的结果。";
                        throw new ReflectorException(msg);
                    } else if (candidate.getName().startsWith("is")) {
                        // 如果是布尔类型，则 is 开头的 getter 方法则是真正的 getter 方法
                        winner = candidate;
                    }
                }
                // 2. 候选方法返回类型和胜利方法返回类型不一样，但候选方法返回类型是结果方法返回类型的子类型
                else if (candidateReturnType.isAssignableFrom(winnerReturnType)) {
                    // 结果方法作为真正的 getter 方法
                }
                // 3. 候选方法返回类型和胜利方法返回类型不一样，但结果方法返回类型是候选方法返回类型的子类型
                else if (winnerReturnType.isAssignableFrom(candidateReturnType)) {
                    // 候选方法作为真正的 getter 方法
                    winner = candidate;
                }
                // 4. 候选方法返回类型和胜利方法返回类型不一样，且无任何父子关系
                else {
                    // 无法辨明到底哪个是 getter 方法
                    String msg = "类 [" + winnerReturnType.getDeclaringClass() + "] 中的属性 <" + name + "> 不明确的非法重载 getter 方法，这不符合 JavaBeans 的特性，并可能导致不可预测的结果。";
                    throw new ReflectorException(msg);
                }
            }
            // 保存真正的 getter 方法
            addGetMethod(name, winner);
        }
    }

    /**
     * 如果一个属性有多个疑似的 setter 方法，找出真正的 setter 方法
     *
     * @param conflictingSetters 属性 setter 方法列表
     * @version v1.0.0
     * @author lichao
     * @date 2024-04-26 14:02:01
     */
    private void resolveSetterConflicts(Map<String, List<Method>> conflictingSetters) {
        for (String name : conflictingSetters.keySet()) {
            List<Method> setters = conflictingSetters.get(name);
            Class<?> getterType = getTypes.get(name);
            Method match = null;
            ReflectorException exception = null;
            for (Method setter : setters) {
                if (setter.getParameterTypes()[0].equals(getterType)) {
                    match = setter;
                    break;
                }
                if (exception == null) {
                    try {
                        // 从两个 setter 方法中挑选一个最好的作为实际的 setter 方法
                        match = pickBetterSetter(match, setter, name);
                    } catch (ReflectorException e) {
                        match = null;
                        exception = e;
                    }
                }
            }
            if (match == null) throw exception;
            else {
                // 如果匹配到 setter 方法，就算有异常也不抛出
                addSetMethod(name, match);
            }
        }
    }

    private Method pickBetterSetter(Method setter1, Method setter2, String property) {
        if (setter1 == null) return setter2;
        Class<?> paramType1 = setter1.getParameterTypes()[0];
        Class<?> paramType2 = setter2.getParameterTypes()[0];
        // 入参是父类的 setter 方法作为实际的 setter 方法
        if (paramType1.isAssignableFrom(paramType2)) return setter2;
        else if (paramType2.isAssignableFrom(paramType1)) return setter1;
        String errorMsg = "类 [" + setter2.getDeclaringClass() + "] 中的属性 <" + property + "> 定义了不明确的 setter 方法，不明确的类型为：" + paramType1.getName() + ", " + paramType2.getName() + "。";
        throw new ReflectorException(errorMsg);
    }

    private void addSetMethod(String name, Method method) {
        if (isValidPropertyName(name)) {
            setMethods.put(name, new MethodInvoker(method));
            Type[] types = TypeParameterResolver.resolveParamTypes(method, type);
            setTypes.put(name, typeToClass(types[0]));
        }
    }

    private void addGetMethod(String name, Method method) {
        if (isValidPropertyName(name)) {
            getMethods.put(name, new MethodInvoker(method));
            Type returnType = TypeParameterResolver.resolveReturnType(method, type);
            getTypes.put(name, typeToClass(returnType));
        }
    }

    private boolean isValidPropertyName(String name) {
        return !(name.startsWith("$") || "serialVersionUID".equals(name) || "class".equals(name));
    }

    private Class<?> typeToClass(Type source) {
        Class<?> result = null;
        if (source instanceof Class) result = (Class<?>) source;
            // ParameterizedType.getRawType() -> 返回表示声明此类型的类或接口的 Type 对象，例如 List<String> 中的 List 参数化类型。
        else if (source instanceof ParameterizedType) result = (Class<?>) ((ParameterizedType) source).getRawType();
        else if (source instanceof GenericArrayType) {
            Type componentType = ((GenericArrayType) source).getGenericComponentType();
            if (componentType instanceof Class) result = Array.newInstance((Class<?>) componentType, 0).getClass();
            else {
                Class<?> componentClass = typeToClass(componentType);
                result = Array.newInstance(componentClass, 0).getClass();
            }
        }
        // 如果没有得到具体的类型，则默认使用 Object 类型
        if (result == null) result = Object.class;
        return result;
    }

    /**
     * 添加 getter 方法、属性
     *
     * @param field 目标属性
     * @version v1.0.0
     * @author lichao
     * @date 2024-04-26 18:24:43
     */
    private void addGetField(Field field) {
        if (isValidPropertyName(field.getName())) {
            getMethods.put(field.getName(), new GetFieldInvoker(field));
            Type fieldType = TypeParameterResolver.resolveFieldType(field, type);
            getTypes.put(field.getName(), typeToClass(fieldType));
        }
    }

    /**
     * 添加 setter 方法、属性
     *
     * @param field 目标属性
     * @version v1.0.0
     * @author lichao
     * @date 2024-04-26 18:26:19
     */
    private void addSetField(Field field) {
        if (isValidPropertyName(field.getName())) {
            setMethods.put(field.getName(), new SetFieldInvoker(field));
            Type fieldType = TypeParameterResolver.resolveFieldType(field, type);
            setTypes.put(field.getName(), typeToClass(fieldType));
        }
    }

    public Class<?> getType() {
        return type;
    }

    public Constructor<?> getDefaultConstructor() {
        if (defaultConstructor != null) return defaultConstructor;
        String errorMsg = "目标类 [" + type + "] 不存在默认的构造器";
        throw new ReflectorException(errorMsg);
    }

    public boolean hasDefaultConstructor() {
        return defaultConstructor != null;
    }

    public Invoker getSetInvoker(String propertyName) {
        Invoker method = setMethods.get(propertyName);
        if (method == null) {
            String errorMsg = "目标类 [" + type + "] 中没有找到属性 <" + propertyName + "> 的 setter 方法。";
            throw new ReflectorException(errorMsg);
        }
        return method;
    }

    public Invoker getGetInvoker(String propertyName) {
        Invoker method = getMethods.get(propertyName);
        if (method == null) {
            String errorMsg = "目标类 [" + type + "] 中没有找到属性 <" + propertyName + "> 的 getter 方法。";
            throw new ReflectorException(errorMsg);
        }
        return method;
    }

    public Class<?> getSetterType(String propertyName) {
        Class<?> clazz = setTypes.get(propertyName);
        if (clazz == null) {
            String errorMsg = "目标类 [" + type + "] 中没有找到属性 <" + propertyName + "> 的 setter 方法。";
            throw new ReflectorException(errorMsg);
        }
        return clazz;
    }

    public Class<?> getGetterType(String propertyName) {
        Class<?> clazz = getTypes.get(propertyName);
        if (clazz == null) {
            String errorMsg = "目标类 [" + type + "] 中没有找到属性 <" + propertyName + "> 的 getter 方法。";
            throw new ReflectorException(errorMsg);
        }
        return clazz;
    }

    public String[] getGetablePropertyNames() {
        return readablePropertyNames;
    }

    public String[] getSetablePropertyNames() {
        return writablePropertyNames;
    }

    public boolean hasSetter(String propertyName) {
        return setMethods.keySet().contains(propertyName);
    }

    public boolean hasGetter(String propertyName) {
        return getMethods.keySet().contains(propertyName);
    }

    public String findPropertyName(String name) {
        return caseInsensitivePropertyMap.get(name.toUpperCase(Locale.ENGLISH));
    }

}

